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      利用廢棄木料與筆芯做簡(jiǎn)易圓周運(yùn)動(dòng)速度檢測(cè)儀

      2019-07-12 08:15:56方武增
      中國(guó)現(xiàn)代教育裝備 2019年12期
      關(guān)鍵詞:木料筆芯檢測(cè)儀

      方武增

      一、設(shè)計(jì)背景

      在高中《物理必修二》(人教版)有關(guān)曲線運(yùn)動(dòng)方向的描述、展現(xiàn)的現(xiàn)象,如:砂輪打磨物體產(chǎn)生的火星、飛出的鏈球等,雖然從圖片看很明顯,但在實(shí)際的課堂上,根本無(wú)法將砂輪打磨物體產(chǎn)生的火星給學(xué)生看,太危險(xiǎn)了,最多僅是通過(guò)多媒體視頻播放一下。而教學(xué)過(guò)程,若能以實(shí)驗(yàn)的方式帶動(dòng)知識(shí)的學(xué)習(xí),是最科學(xué)的,理科學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)是無(wú)法單靠黑板或屏幕來(lái)達(dá)到的[1]。實(shí)驗(yàn)中信息的獲得必須通過(guò)學(xué)生自己的觀察;另外,假設(shè)和猜想必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證[2]。

      利用木料和廢舊圓珠筆芯制作了圓周運(yùn)動(dòng)速度檢測(cè)儀。此器件教師制作省時(shí)、省事;對(duì)于學(xué)生,容易操作,現(xiàn)象也容易觀察,課堂教學(xué)效果較好。

      二、實(shí)驗(yàn)需要的配件

      廢棄木箱、泡沫塊、廢舊圓珠筆芯2支、廢舊藥品小瓶、水(材料都是免費(fèi)的)。

      三、裝置制作過(guò)程

      (1)先在木料上面鉆孔1(如圖1所示),并在孔1的豎直正下方鉆孔2,讓一支筆芯 a 穿過(guò)孔1和孔2(如圖2所示)。

      (2)將另一支筆芯 b 剪去一段,中間穿孔。將筆芯a的筆頭穿過(guò)筆芯 b的中間小孔(如圖3所示)。

      圖1

      圖2

      圖3

      圖4

      將泡沫塊置于木料下,不僅起防震作用,還為下層留足夠的空間,方便觀察速度方向(如圖4所示),一個(gè)簡(jiǎn)易的圓周運(yùn)動(dòng)速度檢測(cè)儀實(shí)驗(yàn)裝置就制作成功了。

      四、實(shí)驗(yàn)步驟與效果顯示

      (1)自制的注水器。將筆芯的頭(如圖5所示),去金屬尖(如圖6所示);切去藥品小瓶噴嘴的一小段(如圖7所示);組合為注水器(如圖8所示)。

      圖5

      圖6

      圖7

      圖8

      (2)用自制的注水器吸水,并向筆芯 b注水。

      (3)裝置如圖 3 方式放置,實(shí)驗(yàn)前先畫(huà)一個(gè)圓(直徑約為筆芯 b的長(zhǎng)度),用手轉(zhuǎn)動(dòng)筆芯a,此時(shí)筆芯 b貼桌面。實(shí)驗(yàn)效果如圖 9所示,水跡差不多沿差圓周的切線方向,這說(shuō)明圓周運(yùn)動(dòng)的某點(diǎn)速度方向?yàn)檠卦擖c(diǎn)的切線方向(效果需要改進(jìn),后有說(shuō)明)。

      圖 9

      圖10

      (4)將筆芯按紅色標(biāo)記向上拔移一格(如圖10所示);上面有標(biāo)記(為方便計(jì)算,事先已按每4 mm格畫(huà)好(如圖11所示)。用手轉(zhuǎn)動(dòng)筆芯a,此時(shí)筆芯 b不貼在桌面了,上升4 mm(如圖12所示),此時(shí)軌跡是半徑大一些的圓。

      圖12

      圖13

      圖14

      (5)在草稿紙上畫(huà)效果圖,分別測(cè)量出R,r 和 x,其中,x為水滴在圖13中被甩做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移。

      這個(gè)簡(jiǎn)易的圓周運(yùn)動(dòng)速度檢測(cè)儀可以簡(jiǎn)潔快速地看出圓周運(yùn)動(dòng)的某點(diǎn)速度方向?yàn)檠卦擖c(diǎn)的切線方向,也可以引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算圓周運(yùn)動(dòng)的某點(diǎn)速度的大小。

      五、反思與改進(jìn)

      創(chuàng)新點(diǎn):此實(shí)驗(yàn)所用的器材簡(jiǎn)單,制作方便,效果明顯,既可以滿足教師演示實(shí)驗(yàn),又能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。攜帶方便(如圖14所示),木料變?yōu)榘b盒,用完收工。

      需改進(jìn):圖9實(shí)驗(yàn)效果圖不清晰,是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)后,水干了,難以留痕跡,故可以加點(diǎn)墨水,這樣一來(lái),水干后,墨跡仍在。

      六、結(jié)語(yǔ)

      教師在教學(xué)過(guò)程中要深挖教材中的探究性因素,開(kāi)發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)資源,精心設(shè)計(jì)或啟發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)新的探究方案,盡最大可能給學(xué)生提供必要的科學(xué)探究機(jī)會(huì)[3]。而筆者在利用簡(jiǎn)易圓周運(yùn)動(dòng)速度檢測(cè)儀輔助教學(xué)中,適時(shí)地激發(fā)了學(xué)生探究科學(xué)的熱情,增強(qiáng)了他們的創(chuàng)新意識(shí)。

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